MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lsmelvalm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lsmelvalm 19518
Description: Subgroup sum membership analogue of lsmelval 19516 using vector subtraction. TODO: any way to shorten proof? (Contributed by NM, 16-Mar-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
lsmelvalm.m = (-g𝐺)
lsmelvalm.p = (LSSum‘𝐺)
lsmelvalm.t (𝜑𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
lsmelvalm.u (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
Assertion
Ref Expression
lsmelvalm (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑇 𝑈) ↔ ∃𝑦𝑇𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧)))
Distinct variable groups:   𝑦,𝑧,   𝑦,𝐺,𝑧   𝜑,𝑦,𝑧   𝑦,𝑇,𝑧   𝑦,𝑈,𝑧   𝑦,𝑋,𝑧
Allowed substitution hints:   (𝑦,𝑧)

Proof of Theorem lsmelvalm
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lsmelvalm.t . . 3 (𝜑𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2 lsmelvalm.u . . 3 (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
3 eqid 2732 . . . 4 (+g𝐺) = (+g𝐺)
4 lsmelvalm.p . . . 4 = (LSSum‘𝐺)
53, 4lsmelval 19516 . . 3 ((𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑋 ∈ (𝑇 𝑈) ↔ ∃𝑦𝑇𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥)))
61, 2, 5syl2anc 584 . 2 (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑇 𝑈) ↔ ∃𝑦𝑇𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥)))
72adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝑇) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
8 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (invg𝐺) = (invg𝐺)
98subginvcl 19014 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑈) → ((invg𝐺)‘𝑥) ∈ 𝑈)
107, 9sylan 580 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → ((invg𝐺)‘𝑥) ∈ 𝑈)
11 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
12 lsmelvalm.m . . . . . . . . 9 = (-g𝐺)
13 subgrcl 19010 . . . . . . . . . . 11 (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
141, 13syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐺 ∈ Grp)
1514ad2antrr 724 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → 𝐺 ∈ Grp)
1611subgss 19006 . . . . . . . . . . . 12 (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑇 ⊆ (Base‘𝐺))
171, 16syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑇 ⊆ (Base‘𝐺))
1817sselda 3982 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦𝑇) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐺))
1918adantr 481 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐺))
2011subgss 19006 . . . . . . . . . . 11 (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝐺))
217, 20syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦𝑇) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝐺))
2221sselda 3982 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐺))
2311, 3, 12, 8, 15, 19, 22grpsubinv 18895 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → (𝑦 ((invg𝐺)‘𝑥)) = (𝑦(+g𝐺)𝑥))
2423eqcomd 2738 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → (𝑦(+g𝐺)𝑥) = (𝑦 ((invg𝐺)‘𝑥)))
25 oveq2 7416 . . . . . . . 8 (𝑧 = ((invg𝐺)‘𝑥) → (𝑦 𝑧) = (𝑦 ((invg𝐺)‘𝑥)))
2625rspceeqv 3633 . . . . . . 7 ((((invg𝐺)‘𝑥) ∈ 𝑈 ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑥) = (𝑦 ((invg𝐺)‘𝑥))) → ∃𝑧𝑈 (𝑦(+g𝐺)𝑥) = (𝑦 𝑧))
2710, 24, 26syl2anc 584 . . . . . 6 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → ∃𝑧𝑈 (𝑦(+g𝐺)𝑥) = (𝑦 𝑧))
28 eqeq1 2736 . . . . . . 7 (𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) → (𝑋 = (𝑦 𝑧) ↔ (𝑦(+g𝐺)𝑥) = (𝑦 𝑧)))
2928rexbidv 3178 . . . . . 6 (𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) → (∃𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧) ↔ ∃𝑧𝑈 (𝑦(+g𝐺)𝑥) = (𝑦 𝑧)))
3027, 29syl5ibrcom 246 . . . . 5 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → (𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) → ∃𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧)))
3130rexlimdva 3155 . . . 4 ((𝜑𝑦𝑇) → (∃𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) → ∃𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧)))
328subginvcl 19014 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑧𝑈) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑈)
337, 32sylan 580 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑧𝑈) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑈)
3418adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑧𝑈) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐺))
3521sselda 3982 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑧𝑈) → 𝑧 ∈ (Base‘𝐺))
3611, 3, 8, 12grpsubval 18869 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝐺)) → (𝑦 𝑧) = (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧)))
3734, 35, 36syl2anc 584 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑧𝑈) → (𝑦 𝑧) = (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧)))
38 oveq2 7416 . . . . . . . 8 (𝑥 = ((invg𝐺)‘𝑧) → (𝑦(+g𝐺)𝑥) = (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧)))
3938rspceeqv 3633 . . . . . . 7 ((((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑈 ∧ (𝑦 𝑧) = (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧))) → ∃𝑥𝑈 (𝑦 𝑧) = (𝑦(+g𝐺)𝑥))
4033, 37, 39syl2anc 584 . . . . . 6 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑧𝑈) → ∃𝑥𝑈 (𝑦 𝑧) = (𝑦(+g𝐺)𝑥))
41 eqeq1 2736 . . . . . . 7 (𝑋 = (𝑦 𝑧) → (𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) ↔ (𝑦 𝑧) = (𝑦(+g𝐺)𝑥)))
4241rexbidv 3178 . . . . . 6 (𝑋 = (𝑦 𝑧) → (∃𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) ↔ ∃𝑥𝑈 (𝑦 𝑧) = (𝑦(+g𝐺)𝑥)))
4340, 42syl5ibrcom 246 . . . . 5 (((𝜑𝑦𝑇) ∧ 𝑧𝑈) → (𝑋 = (𝑦 𝑧) → ∃𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥)))
4443rexlimdva 3155 . . . 4 ((𝜑𝑦𝑇) → (∃𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧) → ∃𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥)))
4531, 44impbid 211 . . 3 ((𝜑𝑦𝑇) → (∃𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) ↔ ∃𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧)))
4645rexbidva 3176 . 2 (𝜑 → (∃𝑦𝑇𝑥𝑈 𝑋 = (𝑦(+g𝐺)𝑥) ↔ ∃𝑦𝑇𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧)))
476, 46bitrd 278 1 (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑇 𝑈) ↔ ∃𝑦𝑇𝑧𝑈 𝑋 = (𝑦 𝑧)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  wrex 3070  wss 3948  cfv 6543  (class class class)co 7408  Basecbs 17143  +gcplusg 17196  Grpcgrp 18818  invgcminusg 18819  -gcsg 18820  SubGrpcsubg 18999  LSSumclsm 19501
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-0g 17386  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-grp 18821  df-minusg 18822  df-sbg 18823  df-subg 19002  df-lsm 19503
This theorem is referenced by:  lsmelvalmi  19519  pgpfac1lem2  19944  pgpfac1lem3  19946  pgpfac1lem4  19947  mapdpglem3  40541
  Copyright terms: Public domain W3C validator